JP2015120302A - Control apparatus of injection machine having function for reducing synchronization error - Google Patents

Control apparatus of injection machine having function for reducing synchronization error Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the control apparatus of an injection machine having a function for reducing synchronization errors, capable of correcting the torque limiting value such that the synchronization of motors is satisfactorily maintained.SOLUTION: A control apparatus includes position control parts 51A and 51B for inputting positional commands, speed control parts 53A and 53B, torque limiting parts 54A and 54B, current control parts 56A and 56B, differential processing parts 57A and 57B, a correction amount calculation part 52, and a torque limiting value storage part 55. A synchronization error detection part 58 calculates and outputs the difference between a position feedback from the motor of a master shaft 60M and a position feedback from the motor of a slave shaft 60S as a synchronization error. A correction amount calculation part 52 calculates and outputs the correction amount of the torque command corresponding to the synchronization error inputted from the synchronization error detection part 58. In an adder 59, the correction value of the torque command outputted from the correction amount calculation part 52 and the torque limiting value stored in the torque limiting value storage part 55 are added and outputted to the torque limiting part 54B.

Description

本発明は、射出成形機の制御装置に関し、特に、同期誤差を低減する機能を有する射出成形機の制御装置に関する。   The present invention relates to an injection molding machine control device, and more particularly to an injection molding machine control device having a function of reducing synchronization errors.

射出成形機には、軸の駆動機構としてサーボモータを用いるものが知られている。小型の射出成形機の場合、射出部や型締部などの被駆動部材に対してそれぞれ1つのサーボモータを設けて駆動する場合が多いが、大型の射出成形機の場合、大きな軸駆動力が必要になることから、1つの被駆動部材に対して複数のサーボモータを設けて駆動する技術が知られている。この時、複数のサーボモータ間で位置の同期を保つ技術として、例えば特許文献1に記載されているように、複数の被駆動部分の相互間での位置ずれ量を算出する位置ずれ算出手段を備え、各電動モータへの制御量を該位置ずれ算出手段により算出された位置ずれ量に基づいて補正して、上記の各電動モータの制御を行なう技術が知られている。   An injection molding machine using a servo motor as a shaft drive mechanism is known. In the case of a small injection molding machine, there are many cases where a single servo motor is provided for each driven member such as an injection part and a mold clamping part, and in the case of a large injection molding machine, a large shaft driving force is required. Since it is necessary, a technique for driving a single driven member by providing a plurality of servo motors is known. At this time, as a technique for maintaining position synchronization among a plurality of servo motors, for example, as described in Patent Document 1, a position deviation calculating means for calculating a position deviation amount between a plurality of driven parts is provided. There is known a technique for controlling each electric motor by correcting the control amount for each electric motor based on the positional deviation amount calculated by the positional deviation calculating means.

特開2002−137269号公報JP 2002-137269 A 特開2002−370270号公報JP 2002-370270 A

ところで、射出成形機の被駆動部材を駆動するにあたって、被駆動部材や、被駆動部材に取り付けられた金型やスクリュに過大な力が加わるのを防ぐために、サーボモータのトルクを所定トルク以下に制限する場合がある。このとき、複数のサーボモータのトルクを、それぞれ同一の所定トルク以下に制限してしまうと、複数のサーボモータ間の相互間での位置や速度の差に基づいて各モータへの制御量を補正したとしても、結局は同一の所定トルクで各モータを駆動することになるため、複数のサーボモータ間で位置の同期性が悪化するおそれがあった。   By the way, when driving the driven member of the injection molding machine, in order to prevent an excessive force from being applied to the driven member, a mold or a screw attached to the driven member, the torque of the servo motor is set to a predetermined torque or less. There may be restrictions. At this time, if the torque of multiple servo motors is limited to the same predetermined torque or less, the control amount to each motor is corrected based on the difference in position and speed between the multiple servo motors. Even then, since each motor is driven with the same predetermined torque, there is a possibility that the position synchronism between the plurality of servo motors may deteriorate.

特許文献2には、複数のサーボモータによって、特にはサーボモータの出力トルクを制限して一つのアクチュエータを制御するとき、各サーボモータ間の回転角度の差を検出し、該差が所定値を越えたときにサーボモータの駆動を停止させるようにする技術が知られている。しかし、特許文献2に記載の技術では、複数のサーボモータ間で位置の同期性が悪化した時にサーボモータの駆動を停止させるにすぎず、サーボモータのトルクを制限しながら位置の同期性が悪化しないように制御することは難しいという問題があった。   In Patent Document 2, when a single actuator is controlled by a plurality of servo motors, particularly by limiting the output torque of the servo motor, a difference in rotation angle between the servo motors is detected, and the difference becomes a predetermined value. There is known a technique for stopping the drive of a servo motor when it exceeds. However, in the technique described in Patent Document 2, when the position synchronism between a plurality of servo motors deteriorates, the servo motor drive is merely stopped, and the position synchronism deteriorates while limiting the torque of the servo motor. There was a problem that it was difficult to control so as not to.

そこで、本発明の目的は、1つの被駆動部材に対して複数のサーボモータを設けて駆動するに際して、各モータの駆動トルクを各トルク制限値以下に制限するとともに、モータ間での同期性を良好に保つように前記トルク制限値を補正することを特徴とする同期誤差を低減する機能を有する射出成形機の制御装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to limit the driving torque of each motor to each torque limit value or less and provide synchronism between the motors when providing a plurality of servo motors for driving one driven member. Another object of the present invention is to provide a control device for an injection molding machine having a function of reducing a synchronization error, wherein the torque limit value is corrected so as to be kept good.

本願の請求項1に係る発明は、射出成形機における1つの被駆動部材を複数の軸で駆動する射出成形機の制御装置において、前記被駆動部材を駆動する複数の軸のトルクを制限するトルク制限部と、前記複数の軸の相互の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、前記検出した各軸の同期誤差が小さくなるように前記トルク制限部のトルク制限値を補正するトルク制限値補正部と、を有することを特徴とする射出成形機の制御装置である。
請求項2に係る発明は、前記トルク制限値補正部は、前記複数の軸のうち唯一のマスタ軸を含む全ての軸、または唯一のマスタ軸を除くそれ以外のスレーブ軸に対するトルク制限値をそれぞれ補正することを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御装置である。
請求項3に係る発明は、前記同期誤差検出部は、マスタ軸とそれ以外の各スレーブ軸の位置の差、または全軸の平均位置と各軸の位置の差、または各軸について該当軸の位置とそれ以外の軸の平均位置の差、の何れか一つに基づいて同期誤差を検出することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置である。
請求項4に係る発明は、前記トルク制限値補正部は、前記複数の軸のうち他の軸に対して移動が遅れている軸に対しては進行方向に対するトルク制限値を大きくするように補正すること、および、前記複数の軸のうち他の軸に対して移動が進んでいる軸に対しては進行方向に対するトルク制限値を小さくするように補正することの少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置である。
The invention according to claim 1 of the present application is a control device for an injection molding machine that drives one driven member in an injection molding machine with a plurality of shafts, and a torque that limits a torque of the plurality of shafts that drive the driven members. Torque limit value correction that corrects the torque limit value of the torque limit unit so that the limit unit, the synchronization error detection unit that detects mutual synchronization errors of the plurality of axes, and the detected synchronization error of each axis become small A control device for an injection molding machine.
According to a second aspect of the present invention, the torque limit value correction unit sets torque limit values for all axes including the only master axis among the plurality of axes, or for other slave axes excluding the only master axis, respectively. The control apparatus for an injection molding machine according to claim 1, wherein correction is performed.
According to a third aspect of the present invention, the synchronization error detector is configured such that the difference between the position of the master axis and each of the other slave axes, the difference between the average position of all the axes and the position of each axis, or the corresponding axis for each axis. 3. The control of an injection molding machine according to claim 1, wherein a synchronization error is detected based on any one of a position and a difference between average positions of other axes. Device.
According to a fourth aspect of the present invention, the torque limit value correction unit corrects the torque limit value in the traveling direction to be larger for an axis that is delayed in movement with respect to the other axes among the plurality of axes. And correcting at least one of the plurality of axes that are moving with respect to the other axes so as to reduce the torque limit value in the traveling direction. It is a control apparatus of the injection molding machine as described in any one of Claims 1-3.

本発明により、1つの被駆動部材に対して複数のサーボモータを設けて駆動するに際して、各モータの駆動トルクを各トルク制限値以下に制限するとともに、モータ間での同期性を良好に保つように前記トルク制限値を補正する機能を有する射出成形機の制御装置を提供できる。   According to the present invention, when a plurality of servo motors are provided and driven for one driven member, the driving torque of each motor is limited to each torque limit value or less, and the synchronism between the motors is kept good. In addition, an injection molding machine control device having a function of correcting the torque limit value can be provided.

スレーブ軸のトルク制限値を補正する実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment which correct | amends the torque limit value of a slave axis | shaft. マスタ軸およびスレーブ軸の両方のトルク制限値を補正する実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment which correct | amends the torque limit value of both a master axis | shaft and a slave axis | shaft. 1つの被駆動部材に対して3軸で駆動する場合の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment in the case of driving with 3 axes to one driven member. 位置の差の代わりに速度の差に基づいて同期誤差を検出および補正する実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment which detects and correct | amends a synchronous error based on the difference of speed instead of the difference of a position. 位置制御部を複数の軸で共有する実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment which shares a position control part with a some axis | shaft. 位置制御部と速度制御部を複数の軸で共有する実施形態を説明する図である。It is a figure explaining embodiment which shares a position control part and a speed control part with a some axis | shaft.

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。本発明の射出成形機の制御装置は、1つの被駆動部材に対して複数のサーボモータを設けて駆動するに際して、各モータの駆動トルクを各トルク制限値以下に制限するとともに、モータ間での同期性を良好に保つように前記トルク制限値を補正することを特徴とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. When the control device for an injection molding machine of the present invention is provided with a plurality of servo motors for driving one driven member, the drive torque of each motor is limited to a torque limit value or less and between the motors. The torque limit value is corrected so as to maintain good synchronization.

<実施形態1>
図1はスレーブ軸のトルク制限値を補正する実施形態を説明する図である。マスタ軸60Mのモータとスレーブ軸60Sのモータとを制御する制御装置は、上位制御部から出力される位置指令を入力する位置制御部51A,51Bと、速度制御部53A,53Bと、トルク制限部54A,54Bと、電流制御部56A,56Bと、微分処理部57A,57Bと、補正量算出部52と、トルク制限値記憶部55とを備えている。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment for correcting a torque limit value of a slave shaft. The control device that controls the motor of the master shaft 60M and the motor of the slave shaft 60S includes position control units 51A and 51B that input position commands output from the host control unit, speed control units 53A and 53B, and a torque limiting unit. 54A, 54B, current control units 56A, 56B, differentiation processing units 57A, 57B, a correction amount calculation unit 52, and a torque limit value storage unit 55.

位置制御部51Aは、位置指令とマスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還との差(目標位置―実位置)に基づいて、位置偏差に対応した速度指令を算出し、出力する。位置制御部51Bは、位置指令とスレーブ軸60Sのモータからの位置帰還との差(目標位置―実位置)に基づいて、位置偏差に対応した速度指令を算出し、出力する。なお、各軸のモータにはそれぞれ位置検出器61M,61Sが内蔵されており、該位置検出器から位置帰還がフィードバックされる。   The position controller 51A calculates and outputs a speed command corresponding to the position deviation based on the difference between the position command and the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M (target position-actual position). The position control unit 51B calculates and outputs a speed command corresponding to the position deviation based on the difference between the position command and the position feedback from the motor of the slave shaft 60S (target position-actual position). Note that the position detectors 61M and 61S are built in the motors of the respective axes, and position feedback is fed back from the position detectors.

速度制御部53Aは、位置制御部51Aから出力される速度指令と微分処理部57Aから帰還されるマスタ軸60Mのモータの速度帰還との差に基づいて、速度偏差に対応したトルク指令を算出し、出力する。速度制御部53Bは、位置制御部51Bから出力される速度指令と微分処理部57Bから帰還されるスレーブ軸60Sのモータの速度帰還との差に基づいて、速度偏差に対応したトルク指令を算出し、出力する。   The speed control unit 53A calculates a torque command corresponding to the speed deviation based on the difference between the speed command output from the position control unit 51A and the speed feedback of the motor of the master shaft 60M fed back from the differentiation processing unit 57A. ,Output. The speed control unit 53B calculates a torque command corresponding to the speed deviation based on the difference between the speed command output from the position control unit 51B and the speed feedback of the motor of the slave shaft 60S fed back from the differentiation processing unit 57B. ,Output.

トルク制限部54Aは、速度制御部53Aから出力されるトルク指令とトルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とを比較し、比較の結果,絶対値の小さい方をトルク指令値として、電流制御部56Aに出力する。トルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値を超えれば、速度制御部53Aから入力したトルク指令は制限される。トルク制限部54Bは、速度制御部53Bから出力されるトルク指令と加算器59から出力されるトルク制限値とを比較し、比較の結果,絶対値の小さい方をトルク指令値として、電流制御部56Bに出力する。   The torque limiting unit 54A compares the torque command output from the speed control unit 53A with the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55. As a result of the comparison, the smaller absolute value is used as the torque command value. The current is output to the current control unit 56A. If the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55 is exceeded, the torque command input from the speed control unit 53A is limited. The torque limiting unit 54B compares the torque command output from the speed control unit 53B with the torque limit value output from the adder 59, and uses the smaller absolute value as the torque command value as a result of the comparison. To 56B.

電流制御部56Aはトルク制限部54Aから出力されるトルク指令を入力し、入力したトルク指令に応じてマスタ軸60Mのモータに電流を供給する。電流制御部56Bはトルク制限部54Bから出力されるトルク指令を入力し、入力したトルク指令に応じてスレーブ軸60Sのモータに電流を供給する。   The current control unit 56A receives the torque command output from the torque limiting unit 54A, and supplies current to the motor of the master shaft 60M according to the input torque command. The current control unit 56B receives the torque command output from the torque limiting unit 54B, and supplies current to the motor of the slave shaft 60S according to the input torque command.

微分処理部57Aはマスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還を微分処理し、速度帰還として速度制御部53Aにフィードバックする。また、微分処理部57Bはスレーブ軸60Sのモータからフィードバックされる位置帰還を微分処理し、速度帰還として速度制御部53Bにフィードバックする。   The differentiation processing unit 57A differentiates the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M, and feeds it back to the speed control unit 53A as speed feedback. Further, the differential processing unit 57B performs differential processing on the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S, and feeds it back to the speed control unit 53B as speed feedback.

同期誤差検出部58は、マスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還とスレーブ軸60Sのモータからフィードバックされる位置帰還との差分を同期誤差として算出し、出力する。同期誤差検出部58から出力された同期誤差は補正量算出部52に入力する。補正量算出部52は同期誤差検出部58から入力する同期誤差に対応するトルク制限値の補正量を算出し、加算器59に出力する。加算器59では補正量算出部52から出力されるトルク制限値の補正量と、トルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とが加算され、補正されたトルク制限値としてトルク制限部54Bに出力される。   The synchronization error detector 58 calculates and outputs the difference between the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M and the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S as a synchronization error. The synchronization error output from the synchronization error detection unit 58 is input to the correction amount calculation unit 52. The correction amount calculation unit 52 calculates the correction amount of the torque limit value corresponding to the synchronization error input from the synchronization error detection unit 58 and outputs it to the adder 59. In the adder 59, the correction amount of the torque limit value output from the correction amount calculation unit 52 and the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55 are added, and the torque limit unit 54B is used as the corrected torque limit value. Is output.

<実施形態2>
図2はマスタ軸およびスレーブ軸の両方のトルク制限値を補正する実施形態を説明する図である。マスタ軸60Mのモータとスレーブ軸60Sのモータとを制御する制御装置は、上位制御部から出力される位置指令を入力する位置制御部51A,51Bと、速度制御部53A,53Bと、トルク制限部54A,54Bと、電流制御部56A,56Bと、微分処理部57A,57Bと、補正量算出部52と、トルク制限値記憶部55とを備えている。
<Embodiment 2>
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment in which the torque limit values of both the master axis and the slave axis are corrected. The control device that controls the motor of the master shaft 60M and the motor of the slave shaft 60S includes position control units 51A and 51B that input position commands output from the host control unit, speed control units 53A and 53B, and a torque limiting unit. 54A, 54B, current control units 56A, 56B, differentiation processing units 57A, 57B, a correction amount calculation unit 52, and a torque limit value storage unit 55.

位置制御部51A、位置制御部51B、速度制御部53A、速度制御部53B、電流制御部56A、電流制御部56B、微分処理部57A、微分処理部57Bは、実施形態1と同様の構成である。   The position control unit 51A, the position control unit 51B, the speed control unit 53A, the speed control unit 53B, the current control unit 56A, the current control unit 56B, the differential processing unit 57A, and the differential processing unit 57B have the same configuration as that of the first embodiment. .

トルク制限部54Aは、速度制御部53Aから入力するトルク指令と減算器59Aから入力するトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Aに出力する。トルク制限部54Bは、速度制御部53Bから入力するトルク指令と加算器59から入力するトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Bに出力する。   The torque limiting unit 54A compares the torque command input from the speed control unit 53A with the torque limit value input from the subtractor 59A, and outputs the comparison result to the current control unit 56A as a torque command value. The torque limiter 54B compares the torque command input from the speed controller 53B with the torque limit value input from the adder 59, and outputs the comparison result to the current controller 56B as a torque command value.

同期誤差検出部58は、マスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還とスレーブ軸60Sのモータからフィードバックされる位置帰還との差分を同期誤差として算出し、出力する。同期誤差検出部58から出力された同期誤差は補正量算出部52に入力する。補正量算出部52は同期誤差検出部58から入力する同期誤差に対応するトルク制限値の補正量を算出し、減算器59A,加算器59に出力する。減算器59Aではトルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値から補正量算出部52から出力されるトルク制限値の補正量が減算され、トルク制限部54Aに出力される。加算器59では補正量算出部52から出力されるトルク制限値の補正量と、トルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とが加算され、トルク制限部54Bに出力される。   The synchronization error detector 58 calculates and outputs the difference between the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M and the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S as a synchronization error. The synchronization error output from the synchronization error detection unit 58 is input to the correction amount calculation unit 52. The correction amount calculation unit 52 calculates the correction amount of the torque limit value corresponding to the synchronization error input from the synchronization error detection unit 58 and outputs it to the subtractor 59A and the adder 59. In the subtractor 59A, the correction amount of the torque limit value output from the correction amount calculation unit 52 is subtracted from the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55, and is output to the torque limit unit 54A. In the adder 59, the correction amount of the torque limit value output from the correction amount calculation unit 52 and the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55 are added and output to the torque limit unit 54B.

<実施形態3>
図3は3軸の場合の実施形態を説明する図である。マスタ軸60Mのモータとスレーブ軸60S1のモータとスレーブ軸60S2のモータとを制御する制御装置は、上位制御部から出力される位置指令を入力する位置制御部51A,51B,51Cと、速度制御部53A,53B,53Cと、トルク制限部54A,54B,54Cと、電流制御部56A,56B,56Cと、微分処理部57A,57B,57Cと、補正量算出部52A,52Bと、トルク制限値記憶部55とを備えている。
<Embodiment 3>
FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment in the case of three axes. The control device that controls the motor of the master shaft 60M, the motor of the slave shaft 60S1, and the motor of the slave shaft 60S2 includes position control units 51A, 51B, and 51C that input position commands output from the host control unit, and a speed control unit. 53A, 53B, 53C, torque limiting units 54A, 54B, 54C, current control units 56A, 56B, 56C, differentiation processing units 57A, 57B, 57C, correction amount calculating units 52A, 52B, and torque limit value storage Part 55.

位置制御部51A、位置制御部51B、速度制御部53A、速度制御部53B、電流制御部56A、電流制御部56B、微分処理部57A、微分処理部57Bは、実施形態1と同様の構成である。   The position control unit 51A, the position control unit 51B, the speed control unit 53A, the speed control unit 53B, the current control unit 56A, the current control unit 56B, the differential processing unit 57A, and the differential processing unit 57B have the same configuration as that of the first embodiment. .

スレーブ軸60S1を制御する位置制御部51Bは実施形態1のスレーブ軸60Sを制御する位置制御部51Bと同様の構成である。位置制御部51Cは、位置指令とスレーブ軸60S2のモータからフィードバックされる位置帰還との差(目標位置―実位置)に基づいて、位置偏差に対応した速度指令を算出し、出力する。なお、各軸のモータにはそれぞれ位置検出器61M,61S1,61S2が内蔵されており、該位置検出器から位置帰還がフィードバックされる。   The position control unit 51B that controls the slave shaft 60S1 has the same configuration as the position control unit 51B that controls the slave shaft 60S of the first embodiment. The position controller 51C calculates and outputs a speed command corresponding to the position deviation based on the difference between the position command and the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S2 (target position-actual position). Note that the position detectors 61M, 61S1, and 61S2 are built in the motors of the respective axes, and position feedback is fed back from the position detectors.

スレーブ軸60S1を制御する速度制御部53Bは実施形態1のスレーブ軸60Sを制御する速度制御部53Bと同様の構成である。速度制御部53Cは、位置制御部51Cから出力される速度指令と微分処理部57Cから帰還されるスレーブ軸60S2のモータの速度帰還との差に基づいて、速度偏差に対応したトルク指令を算出し、出力する。   The speed controller 53B that controls the slave shaft 60S1 has the same configuration as the speed controller 53B that controls the slave shaft 60S of the first embodiment. The speed control unit 53C calculates a torque command corresponding to the speed deviation based on the difference between the speed command output from the position control unit 51C and the speed feedback of the motor of the slave shaft 60S2 fed back from the differentiation processing unit 57C. ,Output.

トルク制限部54Aは、速度制御部53Aから入力するトルク指令とトルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Aに出力する。トルク制限部54Bは、速度制御部53Bから入力するトルク指令と加算器59から入力するトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Bに出力する。トルク制限部54Cは、速度制御部53Cから出力されるトルク指令と加算器59Bから入力するトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Cに出力する。   The torque limiting unit 54A compares the torque command input from the speed control unit 53A with the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55, and outputs the comparison result to the current control unit 56A as a torque command value. . The torque limiter 54B compares the torque command input from the speed controller 53B with the torque limit value input from the adder 59, and outputs the comparison result to the current controller 56B as a torque command value. The torque limiting unit 54C compares the torque command output from the speed control unit 53C with the torque limit value input from the adder 59B, and outputs the comparison result to the current control unit 56C as a torque command value.

電流制御部56Cはトルク制限部54Cから出力されるトルク指令を入力し、入力したトルク指令に応じてスレーブ軸60S2のモータに電流を供給する。   The current control unit 56C receives the torque command output from the torque limiting unit 54C, and supplies current to the motor of the slave shaft 60S2 according to the input torque command.

微分処理部57Cはスレーブ軸60S2のモータからフィードバックされる位置帰還を微分処理し、速度帰還として速度制御部53Cにフィードバックする。   The differentiation processing unit 57C differentiates the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S2, and feeds it back to the speed control unit 53C as speed feedback.

同期誤差検出部58Aは、マスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還とスレーブ軸60S1のモータからフィードバックされる位置帰還との差分を、スレーブ軸60S1に対する同期誤差として算出し、出力する。同期誤差検出部58Bは、マスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還とスレーブ軸60S2のモータからフィードバックされる位置帰還との差分を、スレーブ軸60S2に対する同期誤差として算出し、出力する。
同期誤差検出部58Aから出力された同期誤差は補正量算出部52Aに入力する。補正量算出部52Aは同期誤差検出部58Aから入力する同期誤差に対応するトルク制限値の補正量を算出し、加算器59に出力する。加算器59では補正量算出部52Aから出力されるトルク指令の補正量と、トルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とが加算され、トルク制限部54Bに出力される。
The synchronization error detector 58A calculates and outputs the difference between the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M and the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S1 as a synchronization error with respect to the slave shaft 60S1. The synchronization error detector 58B calculates and outputs the difference between the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M and the position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S2 as a synchronization error with respect to the slave shaft 60S2.
The synchronization error output from the synchronization error detection unit 58A is input to the correction amount calculation unit 52A. The correction amount calculation unit 52A calculates the correction amount of the torque limit value corresponding to the synchronization error input from the synchronization error detection unit 58A, and outputs it to the adder 59. In the adder 59, the correction amount of the torque command output from the correction amount calculation unit 52A and the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55 are added and output to the torque limit unit 54B.

同期誤差検出部58Bから出力された同期誤差は補正量算出部52Bに入力する。補正量算出部52Bは同期誤差検出部58Bから入力する同期誤差に対応するトルク制限値の補正量を算出し、加算器59Bに出力する。加算器59Bでは補正量算出部52Bから出力されるトルク指令の補正量と、トルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とが加算され、トルク制限部54Cに出力される。   The synchronization error output from the synchronization error detection unit 58B is input to the correction amount calculation unit 52B. The correction amount calculation unit 52B calculates the correction amount of the torque limit value corresponding to the synchronization error input from the synchronization error detection unit 58B, and outputs it to the adder 59B. The adder 59B adds the correction amount of the torque command output from the correction amount calculation unit 52B and the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55, and outputs the result to the torque limit unit 54C.

<実施形態4>
図4は位置の差の代わりに速度の差に基づいて同期誤差を検出および補正する実施形態を説明する図である。マスタ軸60Mのモータとスレーブ軸60Sのモータとを制御する制御装置は、上位制御部から出力される位置指令を入力する位置制御部51A,51Bと、速度制御部53A,53Bと、トルク制限部54A,54Bと、電流制御部56A,56Bと、微分処理部57A,57Bと、補正量算出部52Cと、トルク制限値記憶部55とを備えている。
<Embodiment 4>
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment for detecting and correcting a synchronization error based on a speed difference instead of a position difference. The control device that controls the motor of the master shaft 60M and the motor of the slave shaft 60S includes position control units 51A and 51B that input position commands output from the host control unit, speed control units 53A and 53B, and a torque limiting unit. 54A, 54B, current control units 56A, 56B, differentiation processing units 57A, 57B, a correction amount calculation unit 52C, and a torque limit value storage unit 55.

位置制御部51A、位置制御部51B、速度制御部53A、速度制御部53B、トルク制限部54A、トルク制限部54B、電流制御部56A、電流制御部56B、微分処理部57A、微分処理部57Bは、実施形態1と同様の構成である。   Position control unit 51A, position control unit 51B, speed control unit 53A, speed control unit 53B, torque limiting unit 54A, torque limiting unit 54B, current control unit 56A, current control unit 56B, differentiation processing unit 57A, differentiation processing unit 57B The configuration is the same as that of the first embodiment.

同期誤差検出部58Cは、マスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還を微分処理部57Aで微分処理することで得られる速度帰還とスレーブ軸60Sのモータからフィードバックされる位置帰還を微分処理部57Bで微分処理することで得られる速度帰還との差分を同期誤差として算出し、出力する。同期誤差検出部58Cから出力された同期誤差は補正量算出部52Cに入力する。補正量算出部52Cは同期誤差検出部58Cから入力する同期誤差に対応するトルク制限値の補正量を算出し、加算器59に出力する。加算器59では補正量算出部52Cから出力されるトルク制限値の補正量とトルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とが加算され、トルク制限部54Bに出力される。   The synchronization error detector 58C performs speed feedback obtained by differentiating position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M by the differentiation processor 57A and position feedback fed back from the motor of the slave shaft 60S. The difference from the speed feedback obtained by performing the differentiation process is calculated as a synchronization error and output. The synchronization error output from the synchronization error detection unit 58C is input to the correction amount calculation unit 52C. The correction amount calculation unit 52C calculates the correction amount of the torque limit value corresponding to the synchronization error input from the synchronization error detection unit 58C and outputs the correction amount to the adder 59. The adder 59 adds the correction amount of the torque limit value output from the correction amount calculation unit 52C and the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55, and outputs the sum to the torque limit unit 54B.

<実施形態5>
図5は位置制御部を複数の軸で共有する実施形態を説明する図である。マスタ軸60Mのモータとスレーブ軸60Sのモータとを制御する制御装置は、上位制御部から出力される位置指令を入力する位置制御部51と、速度制御部53A,53Bと、トルク制限部54A,54Bと、電流制御部56A,56Bと、微分処理部57A,57Bと、補正量算出部52と、トルク制限値記憶部55とを備えている。
<Embodiment 5>
FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment in which the position control unit is shared by a plurality of axes. The control device that controls the motor of the master shaft 60M and the motor of the slave shaft 60S includes a position control unit 51 that inputs a position command output from the host control unit, speed control units 53A and 53B, a torque limiting unit 54A, 54B, current control units 56A and 56B, differential processing units 57A and 57B, a correction amount calculation unit 52, and a torque limit value storage unit 55.

位置制御部51は、位置指令とマスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還との差(目標位置―実位置)に基づいて、位置偏差に対応した速度指令を算出し、出力する。なお、各軸のモータにはそれぞれ位置検出器61M,61Sが内蔵されており、該位置検出器から位置帰還がフィードバックされる。   The position control unit 51 calculates and outputs a speed command corresponding to the position deviation based on the difference between the position command and the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M (target position-actual position). Note that the position detectors 61M and 61S are built in the motors of the respective axes, and position feedback is fed back from the position detectors.

速度制御部53Aは、位置制御部51から出力される速度指令と微分処理部57Aから帰還されるマスタ軸60Mのモータの速度帰還との差に基づいて、速度偏差に対応したトルク指令を算出し、出力する。速度制御部53Bは、位置制御部51から出力される速度指令と微分処理部57Bから帰還されるスレーブ軸60Sのモータの速度帰還との差に基づいて、速度偏差に対応したトルク指令を算出し、出力する。   The speed control unit 53A calculates a torque command corresponding to the speed deviation based on the difference between the speed command output from the position control unit 51 and the speed feedback of the motor of the master shaft 60M fed back from the differentiation processing unit 57A. ,Output. The speed control unit 53B calculates a torque command corresponding to the speed deviation based on the difference between the speed command output from the position control unit 51 and the speed feedback of the motor of the slave shaft 60S fed back from the differentiation processing unit 57B. ,Output.

トルク制限部54A、トルク制限部54B、電流制御部56A、電流制御部56B、微分処理部57A、微分処理部57B、同期誤差検出部58は、実施形態1と同様の構成である。   The torque limiting unit 54A, the torque limiting unit 54B, the current control unit 56A, the current control unit 56B, the differentiation processing unit 57A, the differentiation processing unit 57B, and the synchronization error detection unit 58 have the same configuration as that of the first embodiment.

<実施形態6>
図6は位置制御部と速度制御部を複数の軸で共有する実施形態を説明する図である。マスタ軸60Mのモータとスレーブ軸60Sのモータとを制御する制御装置は、上位制御部から出力される位置指令を入力する位置制御部51と、速度制御部53と、トルク制限部54A,54Bと、電流制御部56A,56Bと、微分処理部57と、補正量算出部52と、トルク制限値記憶部55とを備えている。
<Embodiment 6>
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment in which a position control unit and a speed control unit are shared by a plurality of axes. The control device that controls the motor of the master shaft 60M and the motor of the slave shaft 60S includes a position control unit 51 that inputs a position command output from the host control unit, a speed control unit 53, and torque limiting units 54A and 54B. Current control units 56A and 56B, a differential processing unit 57, a correction amount calculation unit 52, and a torque limit value storage unit 55.

位置制御部51は、位置指令とマスタ軸60Mのモータからフィードバックされる位置帰還との差(目標位置―実位置)に基づいて、位置偏差に対応した速度指令を算出し、出力する。なお、各軸のモータにはそれぞれ位置検出器61M,61Sが内蔵されており、該位置検出器から位置帰還がフィードバックされる。   The position control unit 51 calculates and outputs a speed command corresponding to the position deviation based on the difference between the position command and the position feedback fed back from the motor of the master shaft 60M (target position-actual position). Note that the position detectors 61M and 61S are built in the motors of the respective axes, and position feedback is fed back from the position detectors.

速度制御部53は、位置制御部51から出力され速度指令と微分処理部57Aから帰還されるマスタ軸60Mのモータの速度帰還との差に基づいて、速度偏差に対応したトルク指令を算出し、出力する。   The speed control unit 53 calculates a torque command corresponding to the speed deviation based on the difference between the speed command output from the position control unit 51 and the speed feedback of the motor of the master shaft 60M fed back from the differentiation processing unit 57A. Output.

トルク制限部54Aは、速度制御部53から入力するトルク指令とトルク制限値記憶部55に記憶されたトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Aに出力する。トルク制限部54Bは、速度制御部53から入力するトルク指令と加算器59から出力されるトルク制限値とを比較し、比較の結果をトルク指令値として、電流制御部56Bに出力する。   The torque limiting unit 54A compares the torque command input from the speed control unit 53 with the torque limit value stored in the torque limit value storage unit 55, and outputs the comparison result to the current control unit 56A as a torque command value. . The torque limiting unit 54B compares the torque command input from the speed control unit 53 with the torque limit value output from the adder 59, and outputs the comparison result to the current control unit 56B as a torque command value.

電流制御部56A、電流制御部56B、微分処理部57A、微分処理部57B、同期誤差検出部58は、実施形態1と同様の構成である。   The current control unit 56A, the current control unit 56B, the differentiation processing unit 57A, the differentiation processing unit 57B, and the synchronization error detection unit 58 have the same configuration as that of the first embodiment.

ここで、上述したトルク制限部について説明する。
トルク制限部は、速度制御部などの上位制御部から指令されたトルク指令値をトルク制限値以下に制限した後、電流制御部などの下位制御部に指令するものである。トルク制限値は、被駆動部材や、被駆動部材に取り付けられた金型やスクリュを保護するための適正トルク値を設定するものであるが、本発明では、該設定した適正トルク値に対して、モータ間での同期性を良好に保つように補正をかけて算出する。
Here, the torque limiting unit described above will be described.
The torque limiting unit limits a torque command value commanded from a higher-level control unit such as a speed control unit to a torque limit value or less, and then commands a lower-level control unit such as a current control unit. The torque limit value sets an appropriate torque value for protecting the driven member, a mold or a screw attached to the driven member. The calculation is performed with correction so as to keep the synchronism between the motors good.

例えば、マスタ軸とスレーブ軸の2軸で被駆動部材を駆動する場合について説明する。スレーブ軸の動作時の摩擦抵抗がマスタ軸よりも大きいと、マスタおよびスレーブ軸を同じトルク制限値で駆動した場合、スレーブ軸の移動がマスタ軸より遅れた状態(すなわちスレーブ軸の位置がマスタ軸の位置より遅れた状態、あるいはスレーブ軸の速度がマスタ軸より低下した状態)になり、2軸間の同期性が悪化してしまう。そこで、2軸間の位置の差または速度の差(同期誤差)について比例積分演算を行い、出力された値を補正値として前記トルク制限値に補正をかけることにより、各軸のトルク制限値は同期誤差を低減するように補正され、2軸間の同期性を良好に保つことができる。   For example, a case where a driven member is driven by two axes of a master axis and a slave axis will be described. If the friction resistance during operation of the slave axis is greater than that of the master axis, when the master and slave axes are driven with the same torque limit value, the slave axis movement is delayed from the master axis (that is, the position of the slave axis is 2), or the slave axis speed is lower than that of the master axis), and the synchronicity between the two axes deteriorates. Therefore, by performing proportional-integral calculation on the position difference or speed difference (synchronization error) between the two axes and correcting the torque limit value using the output value as the correction value, the torque limit value of each axis is Correction is made to reduce the synchronization error, and the synchronization between the two axes can be kept good.

このとき、一方(マスタ軸)のトルク制限値には補正をかけずに、他方(スレーブ軸)のトルク制限値にのみ補正をかけるようにしてもよいし(図1参照)、マスタおよびスレーブ軸のトルク制限値それぞれに、符号を逆にした補正値を加算するようにして、マスタおよびスレーブ軸のトルク制限値それぞれに補正をかけるようにしてもよい(図2参照)。例えば、スレーブ軸の移動がマスタ軸より遅れた場合、スレーブ軸が進むようにスレーブ軸の進行方向に対するトルク制限値を大きくするように補正をかけるようにしてもよいし、スレーブ軸のトルク制限値を大きくするとともにマスタ軸が遅れるようにマスタ軸の進行方向に対するトルク制限値を小さくするように補正をかけてもよい。   At this time, the torque limit value of one (master axis) may not be corrected, but only the torque limit value of the other (slave axis) may be corrected (see FIG. 1), or the master and slave axes. It is also possible to correct each of the torque limit values of the master and slave shafts by adding a correction value having the opposite sign to each of the torque limit values (see FIG. 2). For example, when the movement of the slave axis is delayed from the master axis, correction may be made to increase the torque limit value in the traveling direction of the slave axis so that the slave axis advances, or the torque limit value of the slave axis A correction may be made so that the torque limit value with respect to the traveling direction of the master axis is reduced so that the master axis is delayed while the master axis is delayed.

次に、同期誤差検出部について説明する。
同期誤差検出部は、マスタ軸の位置とスレーブ軸の位置の差に基づいて同期誤差を検出するようにしてもよいし(図1,図2,図3参照)、マスタ軸の速度とスレーブ軸の速度の差に基づいて同期誤差を検出するようにしてもよい(図4参照)。また、位置の代わりにマスタ軸とスレーブ軸の位置偏差量(指令位置と実位置の偏差)の差に基づいて同期誤差を検出するようにしてもよい。
Next, the synchronization error detection unit will be described.
The synchronization error detection unit may detect the synchronization error based on the difference between the master axis position and the slave axis position (see FIGS. 1, 2, and 3), or the master axis speed and the slave axis. The synchronization error may be detected based on the difference in speed (see FIG. 4). Further, the synchronization error may be detected based on the difference in position deviation between the master axis and the slave axis (the deviation between the command position and the actual position) instead of the position.

また、被駆動部材を駆動する軸が3軸以上の場合は、全ての軸の平均位置を求め、該平均位置と各軸の位置の差に基づいてそれぞれの同期誤差を検出するようにしてもよいし、各軸について、該当軸の位置とそれ以外の軸の平均位置の差に基づいてそれぞれの軸の同期誤差を検出するようにしてもよいし、唯一のマスタ軸と複数のスレーブ軸を定義し、マスタ軸と各スレーブ軸の位置・速度の差に基づいて各スレーブ軸の同期誤差を検出するようにしてもよい。   Further, when there are three or more axes for driving the driven member, the average position of all the axes is obtained, and the respective synchronization errors are detected based on the difference between the average position and the position of each axis. Alternatively, for each axis, the synchronization error of each axis may be detected based on the difference between the position of the corresponding axis and the average position of the other axes, or a single master axis and a plurality of slave axes may be detected. The synchronization error of each slave axis may be detected based on the difference between the position and speed of the master axis and each slave axis.

また、前記各軸の位置および速度は、モータにロータリーエンコーダを備えて検出するようにしてもよいし、被駆動部材に位置・速度検出器を備えて検出するようにしてもよい。   The position and speed of each axis may be detected by providing a rotary encoder in the motor, or by detecting a position / speed detector in the driven member.

上記では、トルク指令値をトルク制限値以下に制限する場合について記載したが、サーボモータの場合、トルク指令値と電流指令値が略一致するため、電流指令値を電流制限値以下に制限するように構成しても、同じような効果が得られる。そこで、電流指令値を電流制限値以下に制限するように構成し、同期誤差を低減するように電流制限値を補正するようにしてもよい。   In the above description, the case where the torque command value is limited to the torque limit value or less has been described. However, in the case of a servo motor, the torque command value and the current command value substantially match, so that the current command value is limited to the current limit value or less. Even if configured, the same effect can be obtained. Therefore, the current command value may be limited to the current limit value or less, and the current limit value may be corrected so as to reduce the synchronization error.

また、本発明は、複数の軸についてそれぞれ位置制御部、速度制御部、トルク制限部を有する制御構成(図1)においても使用できるし、位置制御部を複数の軸で共有するとともに、複数の軸についてそれぞれ速度制御部、トルク制限部を有する制御構成(図5)においても使用できるし、位置制御部、速度制御部を複数の軸で共有するとともに、複数の軸についてそれぞれトルク制限部を有する制御構成(図6)においても使用できる。   In addition, the present invention can be used in a control configuration (FIG. 1) having a position control unit, a speed control unit, and a torque limiting unit for each of a plurality of axes. It can be used in a control configuration (FIG. 5) having a speed control unit and a torque limiting unit for each axis, and the position control unit and the speed control unit are shared by a plurality of axes, and each of the plurality of axes has a torque limiting unit. It can also be used in the control configuration (FIG. 6).

以上のように、本発明によれば、1つの被駆動部材に対して複数のサーボモータを設けて駆動するに際して、各モータの駆動トルクを各トルク制限値以下に制限するとともに、モータ間での同期性を良好に保つように前記トルク制限値を補正する機能を有する射出成形機の制御装置を提供できる。   As described above, according to the present invention, when a plurality of servo motors are provided and driven for one driven member, the driving torque of each motor is limited to each torque limit value or less, and between the motors. It is possible to provide a control device for an injection molding machine having a function of correcting the torque limit value so as to maintain good synchrony.

51,51A,51B,51C 位置制御部
52,52A,52B 補正量算出部
53A,53B,53C 速度制御部
54A,54B,54C トルク制限部
55 トルク制限値記憶部
56A,56B,56C 電流制御部
57A,57B,57C 微分処理部
58,58A,58B 同期誤差検出部
58C 同期誤差検出部
59,59B 加算器
59A 減算器
60M マスタ軸
60S スレーブ軸
60S1 第1のスレーブ軸
60S2 第2のスレーブ軸
51, 51A, 51B, 51C Position control unit 52, 52A, 52B Correction amount calculation unit 53A, 53B, 53C Speed control unit 54A, 54B, 54C Torque limiting unit 55 Torque limit value storage unit 56A, 56B, 56C Current control unit 57A , 57B, 57C Differential processing unit 58, 58A, 58B Synchronization error detection unit 58C Synchronization error detection unit 59, 59B Adder 59A Subtractor 60M Master axis 60S Slave axis 60S1 First slave axis 60S2 Second slave axis

Claims (4)

射出成形機における1つの被駆動部材を複数の軸で駆動する射出成形機の制御装置において、
前記被駆動部材を駆動する複数の軸のトルクを制限するトルク制限部と、
前記複数の軸の相互の同期誤差を検出する同期誤差検出部と、
前記検出した各軸の同期誤差が小さくなるように前記トルク制限部のトルク制限値を補正するトルク制限値補正部と、
を有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
In an injection molding machine control device for driving one driven member in an injection molding machine with a plurality of axes,
A torque limiting unit that limits torque of a plurality of shafts that drive the driven member;
A synchronization error detection unit for detecting mutual synchronization errors of the plurality of axes;
A torque limit value correction unit that corrects the torque limit value of the torque limit unit so that the detected synchronization error of each axis becomes small;
An injection molding machine control device comprising:
前記トルク制限値補正部は、前記複数の軸のうち唯一のマスタ軸を含む全ての軸、または唯一のマスタ軸を除くそれ以外のスレーブ軸に対するトルク制限値をそれぞれ補正することを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御装置。   The torque limit value correcting unit corrects torque limit values for all axes including the only master axis among the plurality of axes, or for other slave axes excluding the only master axis, respectively. Item 2. A control device for an injection molding machine according to Item 1. 前記同期誤差検出部は、マスタ軸とそれ以外の各スレーブ軸の位置の差、または全軸の平均位置と各軸の位置の差、または各軸について該当軸の位置とそれ以外の軸の平均位置の差、の何れか一つに基づいて同期誤差を検出することを特徴とする請求項1または2のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置。   The synchronization error detection unit is the difference between the position of the master axis and each of the other slave axes, or the difference between the average position of all the axes and the position of each axis, or the average of the position of the corresponding axis and the other axes for each axis. The control apparatus for an injection molding machine according to claim 1, wherein a synchronization error is detected based on any one of the position differences. 前記トルク制限値補正部は、前記複数の軸のうち他の軸に対して移動が遅れている軸に対しては進行方向に対するトルク制限値を大きくするように補正すること、および、前記複数の軸のうち他の軸に対して移動が進んでいる軸に対しては進行方向に対するトルク制限値を小さくするように補正することの少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の射出成形機の制御装置。   The torque limit value correction unit corrects the torque limit value with respect to the traveling direction to be increased with respect to an axis whose movement is delayed with respect to the other axes among the plurality of axes; and 4. The shaft according to claim 1, wherein at least one of the shafts that are moving relative to the other shafts is corrected so as to reduce the torque limit value in the traveling direction. The control apparatus of the injection molding machine as described in any one.
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